relatório de análise de falhas tambor de descarga do tr-117k ... - ESSS

RELATÓRIO DE ANÁLISE DE FALHASTAMBOR DE DESCARGA DOTR-117K-06José Cleber Rodrigues da Silva, VALEJOSÉ CLÉBER RODRIGUES DA SILVAVALE0UTUBRO - 2010

Sumário• Introdução• Visão Geral• Desenvolvimento• Analise <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s• Consi<strong>de</strong>rações Finais• Propostas <strong>de</strong> Novas Ações

OBJETIVOI<strong>de</strong>ntificar as causas e propor soluções para diminuir oueliminar as ocorrências <strong>de</strong> <strong>falhas</strong> reinci<strong>de</strong>ntes noconjunto <strong>de</strong> <strong>de</strong>scarga <strong>do</strong> transporta<strong>do</strong>r <strong>de</strong> correia TR-117K-06 (cavalete, <strong>tambor</strong>-eixo e rolamentos).O Ansys foi usa<strong>do</strong> como ferramenta <strong>de</strong> <strong>análise</strong> estruturalpara suportar o estu<strong>do</strong> dimensional <strong>do</strong> conjunto.

LOCALIZAÇÃO DE CARAJÁS

USINA DE TRATAMENTO DE MINÉRIODE FERRO DE CARAJÁS - PA

FLUXOGRAMA DA PLANTA

BSM 3 – FLUXO DE PROCESSOA BSM 3 éresponsável poraproximadamente40% daalimentação daUsina;A instalação tem capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> projeto para 8000t/h e consiste <strong>de</strong> um brita<strong>do</strong>r <strong>de</strong>mandíbulas, grelha vibratória, alimenta<strong>do</strong>r <strong>de</strong> sapatas com acionamento pormotores hidráulicos, alimenta<strong>do</strong>r <strong>de</strong> finos e nove transporta<strong>do</strong>res <strong>de</strong> correia.

Horas ParadasSapataTambor <strong>de</strong>retornoRoleteChuteDesalinhamentoEixoHoras ParadasAcoplamentohidráulicoAtrasomanutençãoPrev.TR 117-06Rompe<strong>do</strong>rCaixa <strong>de</strong>engrenagemHoras ParadasRoleteTambor <strong>de</strong>retornoAcoplamentohidráulicoRedutorDesalinhamentoChuteRompe<strong>do</strong>rCavaleteGuia lateralEncol<strong>de</strong>rHISTÓRICO DE PARADAS DA BSM3 EM 2009 / 201090807060504030201084,0522%Principais causas das paradas mecânicas na BSM 370,7440%51%40,51De JANEIRO a DEZEMBRO DE200960%37,6168%76%83%30,49 28,89 27,3689%94%100%22,43 21,99 21,26120%100%80%60%40%20%Principais causas das paradas MECÂNICA na BSM 3 - JANEIRO AMAIO - 20104030201038,8919%36,8537%32,6354%80%27,27 26,9967%86%10,2690%8,3593% 97% 100%7,09 6,95 6,83120%100%80%60%40%20%00%00%Paradas na BSM 3 <strong>do</strong>s Equipamentos por TAMBOR DERETORNO -MARÇO 2010403036,85100%100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%120%100%80%2010060%40%20%0%

ESFORÇOS NO TAMBOR E CAVALETETRANSPORTADOR TR-117K-06BSM 3Cálculo das tensões na correia entre os <strong>tambor</strong>es <strong>de</strong> acionamento 2 a capacida<strong>de</strong> Nominal até o TB 793,335m12.284,12 m 120 m Da<strong>do</strong>s: Revestimento Cerâmicoμ= 0,35 PФ= 200,7362T eTB 450023,503507618VTensão efetiva no <strong>tambor</strong> <strong>de</strong> acionamento 2TeTB2= 20997,8 KgPotência Requerida pelo Transporta<strong>do</strong>rFETB2TB112 2 Te( e 1)T TB2PT=2468,83 CVPnT= 2200,57 CV T2TB2= 8718,75 Kg Tensão no la<strong>do</strong> frouxo da correia no <strong>tambor</strong> <strong>de</strong> acionamento 2Acionamento 01(nominal) Acionamento 01(projeto)1100,28 CV 1234,42 CVT1TB2 TeTB2 T2TBAcionamento 02(nominal) Acionamento 02(projeto)1100,28 CV 1234,42 CV T1TB2 29716,53 Kg Tensão no la<strong>do</strong> tenso da correia no <strong>tambor</strong> <strong>de</strong> acionamento 2Pi= 4X600 CV Potência Instalada Cálculo das tensões na correia entre o <strong>tambor</strong> <strong>de</strong> acionamento 1 a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Nominal até o TB 8Motores4 X 561,37 CV (Nominal) a um rendimento <strong>de</strong> 98% PT eTB 45001MotoresV4 X 629,80 CV (Projeto)a um rendimento <strong>de</strong> 98%η= 98% Rendimento TeTB1= 20997,78 Kg Tensão efetiva no <strong>tambor</strong> <strong>de</strong> acionamento 1Peso <strong>do</strong> ContrapesoFE 2 T2TB2FE= 17437,50 KgT T2TB1 1TB2T2TB1= 29716,53 Kg Tensão no la<strong>do</strong> frouxo da correia no <strong>tambor</strong> <strong>de</strong> acionamento 1T T T1TB1 eTB 1 2 TB 1Pt f wV4500L L f QL L0QtH2700 t270Potencia total <strong>do</strong> transporta<strong>do</strong>rCVT1tb1 = 50714,30 Kg Tensão no la<strong>do</strong> tenso da correia no <strong>tambor</strong> <strong>de</strong> acionamento 1Tt= T1+T2= 29716,53kg + 50714,30kg= 80430,83KG(Tensão total da correia transporta<strong>do</strong>ra sobre o <strong>tambor</strong>)

ANÁLISE ESTRUTURALTAMBOR / EIXO – CONDIÇÕES DE CONTORNOESFORÇO DE TRAÇÃO PROVOCADOPELA CORREIA TRANSPORTADORAMAIS 12% DE SOBRECARGAAPOIO NO EIXO - ROLAMENTODIREITOAPOIO NO EIXO - ROLAMENTOESQUERDO

ANÁLISE ESTRUTURALTAMBOR / EIXO – MALHAStatisticsNo<strong>de</strong>s 53905Elements 9074

ANÁLISE ESTRUTURALTAMBOR / EIXO – DEFORMAÇÃO TOTALZONA DE MAIOR DEFORMAÇÃO

ANÁLISE ESTRUTURALTAMBOR / EIXO – TENSÃO EQUIVALENTE DE VON MISES

ANÁLISE ESTRUTURALTAMBOR / EIXO – TENSÃO NOS DISCOS E ESPELHOZONAS DE MAIOR TENSÃOTensão máxima <strong>de</strong> trabalho não ultrapassa a tensãolimite <strong>de</strong> escoamento <strong>do</strong> aço (210 Mpa).

ANÁLISE ESTRUTURALEIXO – COEFICIENTE DE SEGURANÇA NO EIXOO Coeficiente <strong>de</strong> segurançamínimo no eixo é 4,8.

ANÁLISE ESTRUTURAL DO CAVALETE DE DESCARGACONDIÇÕES DE CONTORNOEsforçosResultantesprovoca<strong>do</strong>s pelatensão <strong>de</strong> traçãoda correia mais opeso <strong>do</strong> Tambor.Apoios fixos na casa <strong>de</strong>transferência

ANÁLISE ESTRUTURAL DO CAVALETE DEDESCARGA DEFORMAÇÃO TOTALO Máximo valor <strong>de</strong><strong>de</strong>formação está na mesa<strong>do</strong>s mancais que variamentre 2 a 3 mm

ANÁLISE ESTRUTURAL CAVALETE DE DESCARGA –COEFICIENTE DE SEGURANÇAO coeficiente <strong>de</strong>segurança da estruturavaria <strong>de</strong> 2,5 a 5 nas zonasem <strong>de</strong>staque.O CS mínimo indica<strong>do</strong> pela simulação refere-se ao concentra<strong>do</strong>r <strong>de</strong>tenção nas soldas da nevura.

FALHAS APONTADAS POR LAUDOS PREDITIVOSEquipamentoSubconjunto(ativo)Histórico <strong>de</strong> Lau<strong>do</strong>s 01/01/2009 a 11/07/2010Condição PreditivaTR-117-06 TB-08 LD/LE Executa<strong>do</strong> 10/06/2010TR-117-06 TB-08 LD/LE Alerta 27/05/2010Data AnáliseData Execução Diagnóstico RecomendaçãoO Rolamento <strong>do</strong> mancal LDapresenta sinais <strong>de</strong> <strong>de</strong>feito Substituir rolamento <strong>do</strong>na pista externa.mancal LD.O Rolamento <strong>do</strong> mancal LDapresenta sinais <strong>de</strong> <strong>de</strong>feitona pista externa.Substituir rolamento <strong>do</strong>mancal LD.TR-117-06 TB-08 LD/LE Executa<strong>do</strong> 19/08/2009TR-117-06 TB-08 LD/LE Alerta 13/08/2009TR-117-06 TB-08 LD/LE Executa<strong>do</strong> 08/05/2009TR-117-06 TB-08 LD/LE Intervenção Solicitada 14/04/2009TR-117-06 TB-08 LD/LE Executa<strong>do</strong> 11/03/2009TR-117-06 TB-08 LD/LE Alerta 05/02/2009O rolamento <strong>do</strong> mancalapresenta <strong>de</strong>feito na pistaexterna e gaiola.O rolamento <strong>do</strong> mancalapresenta <strong>de</strong>feito na pistaexterna e gaiola.Rolamento com <strong>de</strong>feito napista externa.Rolamento com <strong>de</strong>feito napista externa.Mancal LD ? Rolamentocom início <strong>de</strong> <strong>de</strong>feito napista externa.Mancal LD ? Rolamentocom início <strong>de</strong> <strong>de</strong>feito napista externa.Substituir rolamento <strong>do</strong>mancal.Substituir rolamento <strong>do</strong>mancal.Substituir rolamento <strong>do</strong> la<strong>do</strong>direito.Substituir rolamento <strong>do</strong> la<strong>do</strong>direito.Abrir mancais,<strong>de</strong>scontaminar e medirfolgas <strong>do</strong> rolamento <strong>do</strong>smancais ld e le.Abrir mancais,<strong>de</strong>scontaminar e medirfolgas <strong>do</strong> rolamento <strong>do</strong>smancais ld e le.

LEVANTAMENTO DOS ESFORÇOS NO ROLAMENTOaT1PoTWPytd2d1RacLaT1 = 8.719 kgfT = 50.714 kgfa = 180 grausW = 7146 kgfP= 72.773 kgfR= 73.123 kgfR 73.123Kgf/ 2 36561,5KgfR 365615N 365KN

DADOS DE CAPACIDADE TOTAL DO ROLAMENTODe acor<strong>do</strong> com a tabelaapresentada as cargas estáticas edinâmicas <strong>do</strong> rolamento estãomuito acima <strong>do</strong> carregamento totalsolicita<strong>do</strong> pelo transporta<strong>do</strong>r vistoanteriormente, apresentan<strong>do</strong> umcoeficiente <strong>de</strong> segurança <strong>de</strong>:CS 6800KN365KN18,63

DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO EM ROLAMENTOSDiagrama <strong>de</strong> Causa x EfeitoI<strong>de</strong>ntificação das CausasCausas Prováveis:Categorias <strong>de</strong> Causas:4 1 3 1 - Mão - <strong>de</strong> - ObraDeficiencia na LubrificaçãoErros na Montagem?SubdimensionamentoProblema2 - Méto<strong>do</strong>s3 - Máquinas4 - Materiais5 - Meio AmbienteFalhas no Rolamento4 2 2Rolamento <strong>de</strong> Baixa Qualida<strong>de</strong> Contaminação Falta <strong>de</strong> Minitoramento3 4 5Armazenamento Ina<strong>de</strong>qua<strong>do</strong>?Desalinhamento topográfico <strong>do</strong>eixoCausa 9

DEFEITO CONSTATADO NO ROLAMENTOS DO TB 8 DOTR-117-06 APÓS EXECUÇÃO DO LAUDO PREDITIVOO <strong>de</strong>feito evi<strong>de</strong>ncia<strong>do</strong> nas fotos mostra que houve falha prematura por abrasão ,napista externa <strong>do</strong> rolamento, provavelmente ocorri<strong>do</strong>s por passagem <strong>de</strong> correnteelétrica ou contaminantes no lubrificante.OBS.: Atualmente é utilizada a graxa Mobilith SHC 220 (indicada para rotações ecargas mo<strong>de</strong>radas) com intervalo quinzenal <strong>de</strong> relubrificação.

DIMENSIONAMENTO LUBRIFICANTEDa<strong>do</strong>s <strong>do</strong> RolamentoD.Externo (D): 580 mmD.Interno (d): 340 mmLargura (B): 190 mmN: 51 rpmUse 0,002 p/ W33 0,005 e 0,005 p/ <strong>de</strong>maisEsfera 1Cilindricos 5Radial Esferas 10DmN: 23.460Qt<strong>de</strong> Graxa Relub:Interv. Aut. Rolos:Intervalo Cilind.:Inter. Radial Esf.:551 Gramas13527 Horas*73077 Horas*147.514 Horas*DmN acima <strong>de</strong> 400.000: graxa recomendada: Mobiltemp SHC 22/32 ou Mobilith SHC 32 (rotação altíssima).DmN entre 200.000 e 400.000: graxa recomendada: Mobilith SHC 100 (rotação alta).DmN entre 100.000 e 200.000: recomendação: Mobilith SHC 220/PM 220 (rotação mo<strong>de</strong>rada).DmN abaixo <strong>de</strong> 100.000: graxa recomendada: Mobilith SHC 460/PM 460 ou SHC 1500 (rotação baixa).Graxa utilizadaGRAXA RECOMENDADA -->> Mobilith SHC 460/PM 460 ou SHC 1500* Ver intervalo corrigi<strong>do</strong> conforme condições <strong>de</strong> trabalho e <strong>de</strong> ambiente (DialSet).

CONSIDERAÇÕES FINAIS• Após a <strong>análise</strong> realizada po<strong>de</strong>mos concluir:– A estrutura <strong>do</strong> cavalete, <strong>tambor</strong> e eixo não apresentam sub-dimensionamento estrutural;– Com a substituição <strong>do</strong> revestimento <strong>do</strong>s <strong>tambor</strong>es <strong>de</strong> acionamento, <strong>de</strong> borracha natural paracerâmica, que aumenta o coeficiente <strong>de</strong> atrito entre a correia e o <strong>tambor</strong>, verificou-se anecessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> redução da carga <strong>de</strong> contra-peso.– Devi<strong>do</strong> ao gran<strong>de</strong> numero <strong>de</strong> lau<strong>do</strong>s preditivos pu<strong>de</strong>mos constatar que há problemas com orolamento, porém, após <strong>análise</strong> dimensional <strong>do</strong> mesmo pu<strong>de</strong>mos constatar que não hásobrecargas (CS=18,63);– Analisan<strong>do</strong> as possíveis causas <strong>de</strong> falha em rolamentos i<strong>de</strong>ntificamos os seguintes mo<strong>do</strong>sabaixo:• Lubrificação <strong>de</strong>ficiente,• Erros <strong>de</strong> montagem,• Contaminação,• Armazenamento ina<strong>de</strong>qua<strong>do</strong>• Desalinhamento topográfico <strong>do</strong> eixo <strong>do</strong> <strong>tambor</strong> e/ou carro <strong>de</strong> tensor.

PROPOSTA DE NOVAS AÇÕES• Carga <strong>de</strong> contra-peso– Reduzir carga <strong>do</strong> contra-peso em 4 T <strong>de</strong> acor<strong>do</strong> com calculo apresenta<strong>do</strong>.• Lubrificação <strong>de</strong>ficiente– Realizar teste com o novo lubrificante dimensiona<strong>do</strong> e acompanhar resulta<strong>do</strong>s.• Desalinhamento topográfico <strong>do</strong> eixo <strong>do</strong> <strong>tambor</strong> e/ou carro <strong>de</strong> tensor– Realizar levantamento topográfico da estrutura <strong>do</strong> <strong>tambor</strong> <strong>de</strong> <strong>de</strong>scarga e carro tensor, ecorrigir possíveis <strong>falhas</strong>.• Erros <strong>de</strong> montagem– Qualificar equipes <strong>de</strong> manutenção em Tecnologia <strong>do</strong>s rolamentos I e Tecnologia <strong>do</strong>srolamentos II.• Contaminação– Nos locais <strong>de</strong> contaminação excessiva substituir mancais atuais por <strong>de</strong> vedação especial(Estu<strong>do</strong> feito por Oiti Paiva – Preditiva – GAAUN).• Armazenamento ina<strong>de</strong>qua<strong>do</strong>– Verificar o cumprimento das inspeções no almoxarifa<strong>do</strong>;– Garantir cumprimento <strong>do</strong> plano <strong>de</strong> inspeção.

AGRADECIMENTOS• A to<strong>do</strong>s que contribuíram diretamente com a elaboração<strong>de</strong>ste estu<strong>do</strong> em especial contribuição.– Elirson Araujo – Técnico <strong>de</strong> manutenção industrial –GAAUN.– Samir Birani – Eng. <strong>de</strong> Manutenção – GAAUN.– Oiti Paiva – Supervisor <strong>de</strong> Preditiva – GAAUN.– Bruno Silva – Supervisor <strong>de</strong> Preventiva da BSM3 – GASMN.

INFORMAÇÕES DO APRESENTADORJosé Cléber Rodrigues da SilvaValeDiretoria <strong>de</strong> Ferrosos NorteUsina <strong>de</strong> Tratamento <strong>de</strong> Minério – CarajásEngenharia <strong>de</strong> Manutençãojose.cleber@vale.com55 94 3327-466955 94 8142-9776